(57)【要約】【課題】治療前の検査開頭手術を行うことなしに、患者の体に対して低侵襲で、短時間に、しかも簡便な方法で、脳内の深部における脳病変信号（たとえばてんかん焦点）を正確に検出すること。【解決手段】脳内血管内に挿入可能で、遠位端部の外周に少なくとも一つの電極１２を有する血管内電極カテーテル２と、脳波計２０とを有する。脳波計２０には、電極１２で検出された電位データを脳波として表示可能なデータに処理する処理手段２２と、処理手段２２で求められた脳波を表示する表示手段２４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳内血管内に挿入可能で、遠位端部の外周に少なくとも一つの電極部を有する血管内電極カテーテルと、
前記電極部で検出された電位データを脳波として表示可能なデータに処理する処理手段と、
前記処理手段で求められた脳波を表示する表示手段と、
を有する脳病変診断装置。
【請求項２】
前記血管内電極カテーテルにおける遠位端部の外周には、リング状の電極部が、カテーテルの長手方向に沿って所定間隔で複数配置してある請求項１に記載の脳病変診断装置。
【請求項３】
前記リング状の電極部の幅が０．１〜３mmであり、隣接するリング状の電極間の距離が２０mm以下である請求項２に記載の脳病変診断装置。
【請求項４】
前記脳血管内に挿入される血管内電極カテーテルの外径が、１mm以下である請求項１〜３のいずれかに記載の脳病変診断装置。
【請求項５】
前記処理手段は、前記電極部で検出された電位データから、脳波信号以外のノイズ信号を除去するノイズ除去手段をさらに有する請求項１〜４のいずれかに記載の脳病変診断装置。
【請求項６】
吸入麻酔薬として、イソフルレンおよびセボフルレンのうちの少なくとも一つを使用し、全身麻酔下で、請求項１〜５のいずれかに記載の脳病変診断装置を用いて、脳波信号を表示する脳病変診断装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内から脳シグナルを測定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、脳波測定には２種類の測定方法がある。１つは頭皮上から脳波測定用の電極を設置する方法と、頭蓋内に脳波測定用の電極を設置する方法とである。しかし、頭皮上から脳波を測定する方法では、電極と脳組織との間に、「硬膜、髄液、頭蓋骨、頭皮」などが入るため、脳組織の表面で測定するよりも、脳波が２分の１〜５．０００分の１に弱まる。そのために、雑音が増え、記録される脳波も大脳表面から深さ５ｍｍ〜１ｃｍ程度の脳活動に限られる。
【０００３】
このため、脳の深部での脳活動を示す脳波を測定するためには、頭皮上で脳波を測定するのではなく、脳組織の表面に電極を設置して測定する必要がある。そうしないと、詳細な脳波は得られず、正確な診断ができず、適切な治療が困難になる。
【０００４】
日本全国において、てんかん患者は１２０万人に達し、うち薬剤で発作がコントロールされない難治性のてんかんは、成人例で２５％、小児例で１３％、全体で１７％（２０万人）である。これらの中で、側頭葉てんかんは、手術治療の最もよい適応の一つと考えられている。その焦点の中心となるのは、脳の深部に存在する海馬である。
【０００５】
てんかんの診断方法は、発作症状、睡眠時脳波、画像等から総合的に判断される。発作症状、脳波、画像の所見が、すべて片側の側頭葉の異常で一致している場合に直接手術が可能である。しかしながら、脳波所見が確定的でなかったり、画像で海馬の左右差が存在しない場合などには、手術を行い、頭蓋骨の内部に、頭蓋内電極を留置し、左右の側頭葉のいずれがてんかん焦点かを決定する必要がある。すなわち、側頭葉てんかんの手術には、診断の手術を行ってから治療の手術に移行する二段構えの場合（頭蓋内電極留置法）と、いきなり治療的手術ができる場合とがある。
【０００６】
なお、頭蓋内電極留置法とは、手術により頭蓋骨を開き、脳の表面に沿って、電極を海馬のすぐ近くまで挿入して留置後、いったん手術創を閉じる方法である（非特許文献１参照）。数日間、２４時間連続して、留置した電極よりビデオ脳波モニタリングを行い、てんかん焦点の分布を正確に診断し、この結果に基づいて治療的手術を施行する。
【０００７】
また、側頭葉てんかんの外科的治療法は側頭葉切除術と呼ばれ、基本的には、海馬を中心とするてんかん焦点を一塊として切除する点にある。できる限り、焦点のみを選択的に切除する方法がいろいろと工夫されている。手術は、手術用顕微鏡を用いて行われるので、安全性は極めて高い。半身麻痺や言語障害などの後遺症はきわめてまれで、ほとんど起きる可能性はない。
【０００８】
この側頭葉切除術において、できる限り、焦点のみを選択的に切除するためには、てんかん焦点の分布を正確に診断する必要があり、従来では、頭蓋内電極留置法が多く用いられている。
【０００９】
しかしながら、頭蓋内電極留置法は、患者の体に対する侵襲が非常に高い。すなわち、治療目的の手術を受ける前に、てんかん焦点を正確に診断して確定する必要があり、そのために、検査のための開頭手術を受けなくてはならない。しかも、手術後７〜１０日間電極を埋め込んだまま２４時間モニタリングし、その上治療のための手術が適応外になることもあった。また、頭蓋内電極留置法は、場合によると側頭葉切除術よりも合併症の起こる確率が高いという報告もある。
【非特許文献１】清水弘之著「てんかんの診断と手術」朝倉書店
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、治療前の検査開頭手術を行うことなしに、患者の体に対して低侵襲で、短時間に、しかも簡便な方法で、脳内の深部における脳病変信号（たとえばてんかん焦点）を正確に検出することができる脳病変診断装置と、その使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る脳病変診断装置は、
脳内血管内に挿入可能で、遠位端部の外周に少なくとも一つの電極部を有する血管内電極カテーテルと、
前記電極部で検出された電位データを脳波として表示可能なデータに処理する処理手段と、
前記処理手段で求められた脳波を表示する表示手段と、
を有する。
【００１２】
本発明に係る脳病変診断装置を用いて、脳の深部における脳波信号を検出するには、まず、手や足の動脈血管から血管内電極カテーテルを差し込み、その遠位端を脳内深部に位置する血管内まで導く。血管内電極カテーテルの遠位端部には、少なくとも一つの電極部が装着してあることから、その電極部は、脳内の深部に位置することになる。
【００１３】
次に、脳内の深部に位置する電極部で検出された電位データを、体外に位置する脳波計内の処理手段へと送り、処理手段では、その電位データから脳波データを抽出する。その脳波データは、脳の波形として、ディスプレイなどの表示手段に表示される。診断者は、その表示された脳波データから、脳病変シグナルを読み取ることができると共に、たとえばてんかんであれば、てんかん焦点位置を正確に診断することが可能になる。
【００１４】
なお、検出された脳波データは、脳波計内の記憶手段に記憶してある脳病変シグナルと自動的に比較され、自動処理的に、病名や病変位置を特定するようにプログラムを組むことも可能である。なお、脳病変シグナルとは、特に限定されないが、たとえば癲癇、統合失調症、クロイトフェルツ・ヤコブ病、アルツハイマー症、脳炎、脳症等によるその症状特有の脳波シグナルである。
【００１５】
上述したように、本発明に係る装置を用いれば、治療前の検査開頭手術を行うことなしに、患者の体に対して低侵襲で、短時間（たとえば１〜２時間）に、しかも簡便な方法で、脳内の深部における脳病変信号（たとえばてんかん焦点）を正確に検出することができる。
【００１６】
好ましくは、前記血管内電極カテーテルにおける遠位端部の外周には、リング状の電極部が、カテーテルの長手方向に沿って所定間隔で複数配置してある。脳内の深部における脳病変信号（たとえばてんかん焦点）を正確に検出するためには、脳内深部の複数位置に配置してある電極部から同時に脳波信号を取り出すことが好ましい。
【００１７】
好ましくは、前記リング状の電極部の幅が０．１〜３mmであり、隣接するリング状の電極間の距離が２０mm以下である。電極の幅が狭過ぎると、脳波信号を検出しにくくなる傾向にある。また、電極の幅が広すぎると、病変部位の特定が難しくなり、カテーテル遠位端部の柔軟性も失われる傾向にある。カテーテル遠位端部の柔軟性が失われると、細く曲がりくねった血管内へのカテーテルの進入が困難になる傾向にある。また、電極間の距離が広すぎると、病変部位の特定が難しくなり脳病変シグナルの特定が困難になる傾向にある。
【００１８】
また、血管内電極カテーテルは、極めて小さな内径の脳内血管内に挿通されることから、好ましくは、血管内電極カテーテルの外径が、１mm以下である。
【００１９】
好ましくは、前記処理手段は、前記電極部で検出された電位データから、脳波信号以外のノイズ信号を除去するノイズ除去手段をさらに有する。ノイズ除去手段としては、特に限定されないが、ある特定の周波数をカットするフィルターや、基礎律動および脈波などキャンセルする手段が例示される。
【００２０】
ヒト・動物の脳は、常に様々な周波数からなる電気の振動を発生しており、その基礎的な電位振動を、基礎律動と称する。また、脈波とは、心臓の収縮により大動脈に押し出された時に発生する血管内の圧力変化が抹消方向に伝達する時の電位波動のことである。目的とする脳波を正確に抽出するには、これらの脳波以外の不要なノイズ信号を除去することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る脳病変診断装置の使用方法では、吸入麻酔薬として、イソフルレンおよびセボフルレンのうちの少なくとも一つを使用し、全身麻酔下で、上記に記載の脳病変診断装置を用いて、脳波信号を表示することが好ましい。吸入麻酔薬として、これらの薬剤を使用することで、脳病変信号が生じやすくなり、診断の精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る脳病変診断装置の全体構成図、
図２は本発明の他の実施形態に係る脳病変診断装置に用いる血管内電極カテーテルの要部断面図、
図３は脳の概略図、
図４は脳波計の表示手段により表示されるノイズ除去前の脳波の例を示すグラフ、
図５は脳波計の表示手段により表示されるノイズ除去後の脳波の例を示すグラフである。
【００２３】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る脳病変診断装置は、血管内電極カテーテル２と、脳波計２０とを有する。血管内電極カテーテル２は、カテーテルチューブ４の遠位端部に熱融着してあるコイル部材６を有する。コイル部材６は、たとえばＰｔ、Ｐｔ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、Ｗ、Ｗ合金、ＳＵＳなどの金属で構成してあり、可撓性および柔軟性に優れている。
【００２４】
コイル部材６の線径は、好ましくは、３０〜１００μｍであり、その巻き外径は、１mm以下であり、好ましくは、０．２〜０．６mmである。コイル部材６の軸方向長さは、好ましくは１０〜５０mmである。
【００２５】
コイル部材６の遠位端部には、半球状の先端チップ８が接合してある。先端チップ８は、たとえばＳｎＡｇ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｎ、Ｐｔ、ＳＵＳなどの金属で構成してあり、ワイヤ１０の遠位端がロー付けなどの手段で接合してある。ワイヤ１０は、カテーテルチューブ４の内部を軸方向に延びている。ワイヤ１０は、たとえばＳＵＳ、ＮｉＴｉなどの金属で構成してある。
【００２６】
脳の血管の走向は非常に複雑のため、カテーテル遠位部は、血管に追従し、傷つけないように柔軟であり、しかも滑らかで且つ刺激の少ない先端構造を持っていなければならない。また、脳の血管は非常に多くの分岐部があり、このため、カテーテルの遠位端部では、病変部位まで安全且つ簡便にアプローチができるように、血管選択性が必要である。
【００２７】
本実施形態のカテーテル２では、その遠位端部が、ワイヤ１０とコイル部材６とが構成してあるために、これらの要求を十分に満足することができる。なお、カテーテル２の遠位端部における血管選択性を向上させるために、ワイヤ１０の遠位端部を、Ｌ字形に癖付けしても良い。
【００２８】
カテーテルチューブ４の遠位端部外周には、所定幅Ｗ１のリング状電極１２が、所定の電極間距離Ｌ１で配置してある。各リング状電極１２は、たとえばＰｔ、Ｐｔ合金、Ａｕ、Ａｕ合金などのＸ線造影性の金属リングで構成してある。各リング状電極１２は、カテーテルチューブ４の外周に埋め込まれており、カテーテルチューブ４の外径と略同じ外径を有する。
【００２９】
カテーテルチューブ４の外径は、１mm以下であり、好ましくは、０．２〜０．７mmである。カテーテルチューブ４は、たとえばポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテルポリアミド、ポリウレタンなどの合成樹脂で構成される。
【００３０】
各リング状電極１２の軸方向幅Ｗ１は、好ましくは０．１〜３mmであり、電極間距離Ｌ１は、２０mm以下であり、好ましくは５〜１０mmである。最も遠位端側に位置するリング状電極１２は、先端チップ８からの距離Ｌ０が、好ましくは０〜１０mmの位置に位置する。リング状電極１２の配置個数は、特に限定されないが、好ましくは２〜４である。
【００３１】
カテーテルチューブ４は、たとえば人間の腕または脚の動脈から脳血管にまで至る程度の長さ以上の長さを持ち、カテーテルチューブ４の近位端には、図示省略してあるコネクタが装着してある。コネクタは、使用に際しては体外に位置し、コネクタからは、各電極１２に電気的に接続される導線の引き出し線１４が引き出される。
【００３２】
引出線１４は、図１に示すように、脳波計２０に接続してある。脳波計２０は、リング状電極１２で検出された電位データを脳波として表示可能なデータに処理する処理手段２２を有する。処理手段２２では、電極１２にて検出された電位データから脳波データを抽出する。その脳波データは、脳の波形として、ディスプレイなどの表示手段２４に表示される。
【００３３】
処理手段２２は、電極部で検出された電位データから、脳波信号以外のノイズ信号を除去するノイズ除去手段２３をさらに有する。ノイズ除去手段２３としては、特に限定されないが、ある特定の周波数をカットするフィルターや、基礎律動および脈波などキャンセルする手段が例示される。
【００３４】
ヒト・動物の脳は、常に様々な周波数からなる電気の振動を発生しており、その基礎的な電位振動を、基礎律動と称する。また、脈波とは、心臓の収縮により大動脈に押し出された時に発生する血管内の圧力変化が抹消方向に伝達する時の電位波動のことである。目的とする脳波を正確に抽出するには、これらの脳波以外の不要なノイズ信号を除去することが好ましい。
【００３５】
たとえば図４および図５は、脳波計２０のディスプレイに表示された脳波の波形と、基礎律動、脈波などのノイズ信号を示す。図４が、ノイズ除去前の脳波の波形であり、図５がノイズ除去後の脳波の波形である。
【００３６】
図１に示す記憶手段２６は、処理手段２２で処理された脳波データを記憶する部分である。また、記憶手段２６には、正常の脳波と、異常な脳波とを、予め記憶しておいても良い。そして、処理手段２２で、順次処理された脳波データを、記憶手段２６に記憶してある正常の脳波および異常な脳波とを比較し、検出された脳波が異常な脳波と一致した場合に、自動的にアラームを出すようにプログラムしても良い。
【００３７】
あるいは、記憶手段２６には、異常な脳波が検出される脳の位置を特定するためのプログラムを記憶させておいても良い。たとえばカテーテル２の遠位端部に装着してある複数の電極１２から検出される脳波信号に基づき、脳の異常位置を特定することも可能である。
【００３８】
なお、正常な脳波に比較して、てんかんの場合の異常な脳波は、ピークが鋭く大きい。
【００３９】
本実施形態に係る脳病変診断装置を用いて、脳の深部における脳波信号を検出するには、まず、手や足の動脈血管から、図１に示す血管内電極カテーテル２を差し込み、その遠位端を脳内深部に位置する血管内まで導く。血管内電極カテーテル２の遠位端部には、複数の電極１２が装着してあることから、その電極１２は、脳内の深部に位置することになる。たとえば図３に示す脳３０の深部における一対の海馬３２の近くに位置する血管内にまで、血管内電極カテーテル２の遠位端部を導くことができる。
【００４０】
次に、脳内の深部に位置する電極１２で検出された電位データを、体外に位置する脳波計２０内の処理手段２２へと送り、処理手段２２では、その電位データから、ノイズ除去手段２３によりノイズを除去し、脳波データを抽出する。その脳波データは、脳の波形として、ディスプレイなどの表示手段２４に表示される。ノイズ除去後の脳波の一例を図５に示す。
【００４１】
診断者は、その表示された脳波データから、脳病変シグナルを読み取ることができると共に、たとえばてんかんであれば、てんかん焦点位置を正確に診断することが可能になる。
【００４２】
上述したように、本実施形態の脳病変診断装置を用いれば、治療前の検査開頭手術を行うことなしに、患者の体に対して低侵襲で、短時間（たとえば１〜２時間）に、しかも簡便な方法で、脳内の深部における脳病変信号（たとえばてんかん焦点）を正確に検出することができる。
【００４３】
また、この脳病変診断装置の使用に際しては、患者に対しては、吸入麻酔薬として、イソフルレンおよびセボフルレンのうちの少なくとも一つを使用し、全身麻酔下で、脳波信号を検出することが好ましい。吸入麻酔薬として、これらの薬剤を使用することで、脳病変信号が生じやすくなり、診断の精度が向上する。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００４５】
たとえば、本発明に係る脳病変診断装置に用いられる血管内電極カテーテルとしては、図１に示す実施形態に限定されず、種々の態様のものを使用することができる。図２は、本発明の他の実施形態に係る血管内電極カテーテル２ａの要部断面図である。
【００４６】
図２に示すように、このカテーテル２ａでは、カテーテルチューブ４ａの遠位端部には、コイル部材６ではなく、樹脂製ロッド６ａが熱融着してある。樹脂製ロッド６ａには、ワイヤ１０の遠位端が接合してある。
【００４７】
樹脂製ロッド６ａは、たとえばポリウレタン、シリコンなどの合成樹脂で構成してあり、その外径および軸方向長さは、図１に示すコイル部材６の外径および軸方向長さと略同一である。
【００４８】
図２に示すワイヤ１０としては、図１に示すワイヤ１０と同じものを用いることができる。図２に示すカテーテルチューブ４ａとしては、図１に示すカテーテルチューブ４と同様なものを用いることができる。樹脂製ロッド６ａは、先端が丸みを帯びており、しかも、血管に追従し、傷つけないように柔軟であり、滑らかで且つ刺激の少ない先端構造を持っている。
【００４９】
その他の構造は、図１に示す実施形態と同様であり、カテーテルチューブ４ａにおける遠位端部の外周には、図示省略してあるリング状電極１２が複数装着してある。本実施形態においても、図１に示す装置と同様な作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本発明の１実施形態に係る脳病変診断装置の全体構成図である。
【図２】図２は本発明の他の実施形態に係る脳病変診断装置に用いる血管内電極カテーテルの要部断面図である。
【図３】図３は脳の概略図である。
【図４】図４は脳波計の表示手段により表示されるノイズ除去前の脳波の例を示すグラフである。
【図５】図５は脳波計の表示手段により表示されるノイズ除去後の脳波の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
２，２ａ…  血管内電極カテーテル
４，４ａ…  カテーテルチューブ
１０…  ワイヤ
１２…  リング状電極
２０…  脳波計
２２…  処理手段
２３…  ノイズ除去手段
２４…  表示手段
２６…  記憶手段
【図１】
2007111118.tif 000003
【図２】
2007111118.tif 000004
【図３】
2007111118.tif 000005
【図４】
2007111118.tif 000006
【図５】
2007111118.tif 000007